JPH01249530A

JPH01249530A - 車速・回転差感応型継手

Info

Publication number: JPH01249530A
Application number: JP7994788A
Authority: JP
Inventors: Toji Takemura; 統治竹村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-04
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPH0773983B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、差動装置に左右輪の差動を制限する差動制限
手段等として組込まれたり、四輪駆動車のトランスファ
装置等として適応される車速・回転差感応型継手に関す
る。

（従来の技術）従来、回転差感応型差動制限手段が組込まれた差動装置
としては、例えば、特開昭６１−６２６４２号公報に記
載されているような装置が知られている。

この差動装置の回転差感応型差動制限手段は、差動装置
の出力軸に平行な外周部に設けられ、−対のサイドギヤ
にカム面を有する一対のカムを設け、このカム間のスリ
ーブに摺動可能に設けられた一対のプランジャと、この
プランジャ間をオリフィスを介して連通ずる流体室とを
備え、一対のサイドギヤの相対回転時に、一対のプラン
ジャに左右輪の差動制限力となる押付力を発生させるよ
うにしている。

（発明か解決しようとする課題）しかしながら、前記回転差感応型差動制限手段にあって
は、左右輪が回転差により相対回転した時にのみに差動
制限機能を発揮する構造であり、車速が上昇しても差動
制限機能はほとんど低回転時と変化がない特性しか得ら
れないものであった為、左右輪に回転差がほとんど生じ
ない高速道路等での高速直進走行時には、差動制限力が
発生せず、高速走行時における操安性や直進安定性の向
上を望めないという課題があった。

（課題を解決するための手段）本発明は、上述のような課題を解決することを目的とし
、この目的達成のために本発明では、相対回転可能な入
出力部材間に設けられ、入出力部材の回転速度差に応じ
た量の流体を流動させると共に、この流体の流動抑制に
より流体圧を発生させ、この流体圧に応じて前記入出力
部材間の伝達トルクを制御する継手であって、前記入出
力部材の一方に形成されたカム面と、前記入出力部材の
他方に支持されると共に、前記カム面と周接し入出力部
材の相対回転時に径方向に往復動するカム体と、該カム
体の往復動に伴ない体積変化する槽数の流体室と、各流
体室とアキュムレータ室間を連通ずる流体路と、該流体
路の途中に設けられ、低回転時には各流体室とアキュム
レータ室間を所定のオリフィス開度を介して連通し、高
回転時には遠心力により外方へ移動する錘により流体路
を閉じる車速感応機構とを備えている事を特徴とする手
段とした。

（作　用）低・中速で走行する場合、継手が低回転であることによ
り、車速感応機構は流体路とアキュムレータ室とを所定
のオリフィス開度を介して連通ずる状態となっている。

従って、低・中速走行時で、入出力部材間に回転速度差
の発生がない時は、流体圧及び伝達トルクの発生もなく
、入出力部材間に回転速度差が発生する時は、両部材の
相対回転によりカム面に周接するカム体は径方向に往復
動し、この往復動のうち回転軸中心に向かうことでシリ
ンダー室の容積を縮小させようとする時には、オリフィ
ス開度による流動抵抗でシリンダー室内の圧力が高まり
、この発生油圧とカム体の受圧面積とを掛は合せた油圧
力がカム体をカム面に押し付ける力となり、この押し付
は力によって回転速度差に応じた伝達トルクが発生する
。

高速で走行する場合、継手が高回転であることにより、
車速感応機構は遠心力により外方へ移動する錘により流
体路を閉じ、流体路とアキュムレータ室とが遮断された
状態となる。

従って、シリンダー室及び流体路内に作動流体か封じ込
められることで、カム体が僅かに内側へストロークする
だけでシリンダー室内の圧力が急増し、その後、カム体
がカム面に大きな力で押し付けられてロック状態となり
、回転速度差にかかわらず高い伝達トルクが発生する。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

まず、実施例の構成を説明する。

実施例は、第１図に示すように、差動機能を発揮する差
動装置１内に差動制限機能を発揮する車速・回転差感応
型継手Ａが内蔵状態で組込まれ、両者で差動制限装置を
構成した例である。

前記差動装置１としては、駆動入力側に連結されるディ
ファレンシャルケース１０内に、ビニオンシャフト１１
を介して回転自在に支持されたビニオン１２と、該ピニ
オン１２に噛合する一対のサイドギヤ１３，１４と、サ
イドギヤ１３，１４に連結される２つの出力軸１５．１
６とを備えている。

そして、前記出力軸＋５．１６のうち、一方の出力軸１
５へはサイドギヤ１３から直接駆動力が伝達され、他方
の出力軸１６へはサイドギヤ１４から回転差感応型継手
Ａを介して駆動力か伝達される。

前記回転差感応型継手Ａは、第１図及び第２図に示すよ
うに、相対回転する前記ディファレンシャルケース１０
とサイドギヤ１４のうち、一方のディファレンシャルケ
ース１０のケースカバー３０の内面に形成されたカム面
３１と、他方のサイドギャ１４のギヤ基部４０に設けら
れ、相対回転により略正方形によるカム面３１に周接し
ながら径方向に往復動する放射状配置の６個のドライビ
ングピストン５０（カム体）と、該ドライビングピスト
ン５０の往復動に伴ない体積変化する６室のシリンダー
室６０（流体室）と、各シリンダー室６０とアキュムレ
ータ室９０間を連通ずるバランス油路７０（流体路）と
、該バランス油路７０の途中に設けられ、前記ギヤ基部
４０が低回転時には各シリンダー室６０とアキュムレー
タ室９０間を所定のオリフィス開度を介して連通し、高
回転時には遠心力により外方へ移動するウェイトポール
群１１３（錘）によりバランス油路７０を閉じるスプー
ルバルブ１１０（車速感応機構）を介して連通するバラ
ンス油路７０（流体路）と、各シリンダー室６０とアキ
ュムレータ室９０間を連通ずるレギュレータ油路８０と
、前記アキュムレータ室９０より作動油（流体）を外部
に排出するリリーフバルブ１００とを備えている。

前記ケースカバー３０は、駆動入力部材であるディファ
レンシャルケース１０に対し、ボルト止めにより一体に
設けられている。

前記ギヤ基部４０は、前記ケースカバー３０のカム面３
１内に挿入状態で配置されていて、前記サイドギヤ１４
が形成されると共に、前記カム面３１に対向する位置で
゛放射半径方向に等間隔で６個所にシリンダー穴４２が
形成されている。

前記ドライビングピストン５０は、前記シリンダー穴４
２に対しシールリング５１により油密状態で設けられた
カム部材で、カム面３１との周接面は滑らかな接触移動
を確保する為に球面５０ａに形成され、該球面５０ａの
曲率半径は、カム面３１より小さいがシリンダー穴４２
の径に合うドライビングポールよりも大きく設定されて
いて、ヘルツの接触応力が高く、高容量（高トルク）に
耐えられるようにしている。

前記シリンダー室６０は、前記シリンダー穴４２と前記
ドライビングピストン５０との間に形成された室で、ド
ライビングピストン５０の往復動に伴なって体積変化す
る。

前記バランス油路ＹＯは、前記ギヤ基部４０に形成され
たスプールバルブ１１０のバルブ穴１１１から放射状に
形成されている。

前記レギュレータ油路８０は、前記ギヤ基部４０に形成
されたスプールバルブ１１０のバルブ穴１１１から放射
状に形成され、その途中にはアキュムレーター室１００
からシリンダー室６０への作動油流通のみを許すポール
弁構造のワンウェイバルブ８１が設けられている。

前記アキュムレータ室９０は、作動油の一時的貯留及び
放出により油量の増減吸収を行なう室で、ギヤ基部４０
に往復動可能に油密状態で設けられたアキュムレータピ
ストン９１と、該ピストン９１とスプリングリテーナ９
２との間に介装されたスプリング９３と、によって構成
されている。

尚、前記アキュムレータピストン９１には、そのストロ
ークが所定ストロークを越えると、ギヤ基部４０に開穴
されたバルブ穴１０１を開くリリーフバルブ１００が形
成され、アキュムレータ室９０が設定圧を越えたら作動
油を外部に逃がすようにしている。

前記スプールバルブ１１０は、前記バルブ穴１１１に軸
方向移動可能に嵌合され、一端側にテーバ面１１２ａが
形成され他端側にオリフィスランド１１２ｂが形成され
たスプール１１２と、該スプール１１２のテーバ面１１
２ａに接してポールケース１１５内に収容されたウェイ
トポール群１１３と、前記スプール１１２のオリフィス
ランド１１２ｂ側に設けられたリターンスプリング１１
４とによって構成されている。

尚、前記スプール１１２及びポールケース１１５には中
央に通孔１１２ｃ、１１５ａが開孔され、バルブ穴１１
１とアキュムレータ室９０とは連通状態か保たれるよう
にしている。

次に、実施例の作用を説明する。

（イ）低・中速時低・中速で走行する場合、スプールバルブ１１０は、ス
プール１１２を図面右方向に押すリターンスプリング１
１４の初期セット荷重が、スブール１１２を図面左方向
に押すウェイトポール群１１３の遠心押力を上回ってい
る為、第１図の下半分に示すように、バランス油路７０
とアキュムレータ室９０とはオリフィスランド１１２ｂ
による所定のオリフィス開度を介して連通した状態とな
っている。

従って、乾燥アスファルト路等での低・中速走行時で、
出力軸１５．１６に連結される左右輪に回転速度差が発
生しない時は、ケースカバー３０とローター４０とに相
対回転がなく、ドライビングピストン５０が径方向に往
復動じない為、ディファレンシャルケース１０から入力
されるエンジン駆動力は、出力軸１５．１６に対し等配
分される。

また、悪路走行時や片輪スタック時等で出力軸１５．１
６に連結される左右輪に回転速度差が発生する時は、ケ
ースカバー３０とギヤ基部４０とにも相対回転が発生し
、この相対回転によりカム面３１に周接するドライビン
グピストン５０は径方向に往復動し、この往復動のうち
回転軸中心に向かうことでシリンダー室６０の容積を縮
小させようとする時には、オリフィスランド１１２ｂに
よる流動抵抗でシリンダー室６０内の圧力が高まり、こ
の発生油圧とピストン５０の受圧面積とを掛は合せた油
圧力かドライビングピストン５０をカム面３１に押し付
ける力となり、この押し付は力によって入力駆動トルク
の分配を高速回転側を小さくし、低速回転側を大きくす
るように差動が制限される。

尚、差動制限トルク△Ｔは、左右輪の回転速度差ΔＮが
大きければ大きい程、オリフィスランド１１２ｂの前後
圧力差も大きくなることから、２次関数曲線であられさ
れるトルク特性を示し、また、駆動伝達系の破壊強度よ
り小さな圧力でアキュムレータ室９０から外部に油を逃
がすリリーフバルブ１００を設けた為、所定の最大トル
クまでに差動制限トルクは規定される。

以上により、差動時には差動度合に応じて、自動的に差
動制限制御されることになり、悪路での直進走行性や、
片輪スタック時の脱出性やタックイン抑制等が向上する
。

（ロ）高速時高速道路等を高速（例えば、８０ｋｍ／ｈ以上）で走行
する場合、スプールバルブ１１０は、スプール１１２を
図面右方向に押すリターンスプリング１１４の初期セッ
ト荷重より、スプール１１２を図面左方向に押すウェイ
トポール群１１３の遠心押力が上回り、スプール１１２
か図面左方向にストロークして、第１図の上半分に示す
ように、バランス油路７０とアキュムレータ室９０とが
スプール１１２により遮断された状態となる。

従って、シリンダー室６０及びバランス油路７０内に作
動油が封じ込められることで、ドライビングピストン５
０が僅かに内側へストロークするだけでシリンダー室６
０内の圧力が急増し、その後、ドライビングピストン５
０がカム面３１に大きな力で押し付けられてロック状態
となり、左右輪の差動が非常に大きな差動制限力により
制限されることになる。

尚、高速走行する場合には、出力軸１５．１６の回転に
伴なって高速回転するギヤ基部４０に設けられているド
ライビングピストン５０には遠心力か作用し、この遠心
力によってドライビングピストン５０がカム面３１に押
し付けられることになり、この分の差動制限力も付加さ
れる。

以上により、高速時には、高い差動制限力が得られる為
、操舵性能としてアンダーステアとなり操安性か向上す
ると共に、片輪浮き上がりに対しても蛇行をもたらす左
右輪への駆動力配分の変化がなく、直進安定性が向上す
る。

ここで、例えば、差動制限装置を、デフロック装置のよ
うに車速に関係なく、高い差動制限力が得られるように
すると、車両の直進安定性は極めて良くなるが、逆に旋
回性か悪くなる。特に、低速にあってはアンダーステア
傾向が著しくなると共に、ハンドルが極端に重くなり実
用的なものになり得ない。

そして、高速時には、直進安定性が第１に要求される事
項であり、高速道路ではオーバステア傾向であるより多
少アンダーステア傾向の方が安全性が高い。しかしなが
ら、高速道路より車速を落しランプ部曲線路を経過して
一般道路に入ったら、このアンダーステア特性は望まし
いものではなく避けるのが賢明である。

即ち、実施例の車速・回転差感応型継手Ａを組込んだ差
動制限装置にあっては、回転差感応型差動制限をベース
とし、車速と対応関係にある遠心力を利用してスプール
バルブ１１０を作動させる構成とすることによって、低
・中速走行時における回転差感応型差動制限機能と高速
時における車速感応型差動制限機能との両機能を併せて
持ち、回転差感応型差動制限装置によるスタック脱出効
果等を達成した上で、高速走行時において直進安定性を
向上させることが出来る。

しかも、スプールバルブ１１０を追加するだけの極めて
低コストで目標性能を達成出来ると共に、オリフィスと
開閉弁とを兼用するスプールバルブ１７０とし、部品点
数的にも油漏れ個所的にも少なくした為、信頼性が高い
ものとすることが出来る。

また、前記効果以外にも、本出願人が先に出願した実願
昭６２−１８４４８５号の明細書に記載した効果が得ら
れる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本発明に含まれる。

例えば、実施例では、車速感応機構としてオリフィスを
兼用し、部品点数が少なく油漏れによる伝達トルク影響
の小さな好ましいスプールバルブの例を示したか、実願
昭６２−１８４４８５号に記載されている様に、オリフ
ィスを別に形成し、このオリフィスと流路開閉弁との組
合わせにより構成しても良い。

また、実施例では、車速・回転差感応型継手を差動装置
に組込むことで差動制限装置に適応した例を示したが、
四輪駆動車の前後輪への駆動力配分可能な位置に設けら
れるトランスファ装置として適応しても良く、この場合
にも、高速時にはリジット４輪駆動方向に駆動力配分が
制御されることで、直進安定性を向上させることが出来
る。

（発明の効果）以上説明してきたように、本発明の車速・回転差感応型
継手にあっては、相対回転可能な入出力部材間に設けら
れ、入出力部材の回転速度差に応じた！の流体を流動さ
せると共に、この流体の流動抑制により流体圧を発生さ
せ、この流体圧に応じて前記入出力部材間の伝達トルク
を制御する継手であって、各流体室とアキュムレータ室
間を連通する流体路の途中に設けられ、低回転時には各
流体室とアキュムレータ室間を所定のオリフィス開度を
介して連通し、高回転時には遠心力により外方へ移動す
る錘により流体路を閉じる車速感応機構とを備えている
手段とした為、継手が低回転である低・中速走行時にお
ける回転差感応型伝達トルク特性による走破性向上効果
と、継手が高回転である高速走行時における高い車速感
応型伝達トルク特性による操安性及び直進安定性向上効
果との両立を達成することが出来るという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の車速・回転差感応型継手をを適
応した差動制限装置を示す縦断側面図、第２図は第１図
Ｉ−Ｉ線による差動制限装置の縦断正面図である。Ａ・・・車速・回転差感応型継手１・・・差動装置１０・・・ディファレンシャルケース１１・・・ビニオンシャフト１２・・・ビニオン１３．１４・・・サイドギヤ１５．１６・・・出力軸３０・・−ケースカバー（入力部材）３１・・・カム面４０・・・ギヤ基部Ｃ出力部材）５０・・・ドライビングピストン（カム体）６０・・・
シリンダー室７０・・・バランス油路（流体路）９０・・・アキュムレータ室１１０・・・スプールバルブ（車速感応機構）１１２・
・・スプール１１２ａ・・−テーバ面１１２ｂ・・・オリフィスランド１１３・・・ウェイトポール群（錘）１１４・・・リターンスプリング

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　相対回転可能な入出力部材間に設けられ、入出
力部材の回転速度差に応じた量の流体を流動させると共
に、この流体の流動抑制により流体圧を発生させ、この
流体圧に応じて前記入出力部材間の伝達トルクを制御す
る継手であって、前記入出力部材の一方に形成されたカム面と、前記入出
力部材の他方に支持されると共に、前記カム面と周接し
入出力部材の相対回転時に径方向に往復動するカム体と
、該カム体の往復動に伴ない体積変化する複数の流体室
と、各流体室とアキュムレータ室間を連通する流体路と
、該流体路の途中に設けられ、低回転時には各流体室と
アキュムレータ室間を所定のオリフィス開度を介して連
通し、高回転時には遠心力により外方へ移動する錘によ
り流体路を閉じる車速感応機構とを備えている事を特徴
とする車速・回転差感応型継手。